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Dokumentenidentifikation DE2847501C2 16.07.1987
Titel Elektrischer Generator
Anmelder Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart, DE
Erfinder Hagenlocher, Walter, 7000 Stuttgart, DE;
Hesse, Heinz, 7016 Gerlingen, DE;
Kleebaur, Karl, 7151 Allmersbach, DE;
Kugel, Christoph, Dipl.-Ing., 7000 Stuttgart, DE;
Kunz, Johann, 7126 Sersheim, DE;
Lemke, Werner, 7120 Bietigheim-Bissingen, DE;
Sohnle, Rüdiger, 7000 Stuttgart, DE
DE-Anmeldedatum 02.11.1978
DE-Aktenzeichen 2847501
Offenlegungstag 14.05.1980
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.07.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.07.1987
Addition 28475027
IPC-Hauptklasse H02K 9/02

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einem elastischen Generator nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solcher Generator ist im wesentlichen bereits aus der DE-PS 22 50 557 bekannt und besitzt eine kompakte Gleichrichterbaugruppe von axial schon relativ kurzer Baulänge, welche ja auch Einfluß auf die Gesamtlänge des Generators hat.

Bekannt sind auch schon Gleichrichterbaugruppen, bei der einzelne Kühlbleche plattenförmig ausgebildet und mit Hilfe von Abstandsstücken gekreuzt übereinander angeordnet sind (US-PS 33 20 498, DE-OS 26 03 786); die axiale Höhe dieser Gleichrichterbaugruppe ist jedoch relativ hoch.

Aus der DE-OS 26 40 081 ist ebenfalls für Generatoren eine Gleichrichterbaugruppe ersichtlich, die durch Isolierstücke beabstandete Träger für die zugehörigen Gleichrichterdioden hat; aus dieser OS ist außerdem zu entnehmen, daß einer der Diodenträger als Lagerschild ausgebildet sein kann. Die axiale Höhe auch dieser Gleichrichterbaugruppe ist relativ hoch.

Die US-PS 37 39 290 zeigt für elektrische Maschinen eine Gleichrichterbaugruppe, welche mit der Maschinenwelle rotieren soll und bekannterweise mit Gleichrichterdioden versehen ist. Die Gleichrichterdioden sind dabei in Kühlblechen mit lappenförmigen Fortsätzen festgelegt, die an der Umfangsfläche der Kühlbleche angeordnet und abgewinkelt sind. Infolge dieser Anordnung der Dioden hat die Gleichrichterbaugruppe einen relativ großen Außendurchmesser.

Bekannt ist darüber hinaus auch ein Generator mit einer Gleichrichterbaugruppe, deren elektrisch isolierende Mittel einen Druckkontakt zum Anschluß eines Spannungsreglers aufweisen (DE-OS 25 43 196).

Außer der in der US-PS 33 20 498 gezeigten Gleichrichterbaugruppe sind in den anderen vorstehend aufgeführten Druckschriften offenbarten Gleichrichterbaugruppen derart gestaltet, daß sie im wesentlichen kaoxial zur Generatorwelle angeordnet sind.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine für das Massenprodukt "elektrischer Generator" vorgesehene Gleichrichterbaugruppe zu entwickeln, die zur Erzielung weiterer Kosteneinsparungen und zur weiteren Verbesserung der Einbaumöglichkeiten des Generators eine noch kürzere axiale Bauhöhe als bekannte derartige Gleichrichterbaugruppen hat; der Außendurchmesser der Gleichrichterbaugruppe soll dabei aber nicht vergrößert werden. Trotz dieser Raumersparnis der Gleichrichterbaugruppe soll aber die Kühlung der Gleichrichter nicht beeinträchtigt werden und die Montage- und Reparaturfreundlichkeit sowie die Zuverlässigkeit erhalten bleiben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst; die axiale Höhe der Gleichrichterbaugruppe wird bei dieser Gestaltung nur noch von der Bauhöhe der Gleichrichterdioden bestimmt.

Eine besonders gute Lösung wird auch dadurch erzielt, daß einer der Kühlkörper der Gleichrichterbaugruppe als Lagerschild ausgebildet und mit einer angeformten Lagerbüchse versehen ist.

Für die zuverlässige Kühlung und für die Verbesserung der Stabilität der Gleichrichterbaugruppe ist es gemäß einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn die lappenförmigen Fortsätze der Kühlkörper an ihren Rändern Aufbördelungen haben, welche sich in Richtung der Gleichrichterdioden erstrecken und etwa die gleiche Höhe haben wie die minimal erforderliche Höhe der Gleichrichterbaugruppe; die Aufbördelungen sind dabei bevorzugt fingerförmig ausgebildet.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind den anderen Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in teilweise geschnittener Form eine Seitenansicht eines Drehstrom-Generators - wobei diese Skizze nur eine Übersicht darstellt -,

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Gleichrichterbaugruppe von der Lagerseite her,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Gleichrichterbaugruppe,

Fig. 4 einen Blick auf die Kühlkörper von der Schleifringseite her, in den

Fig. 5 bis 7 sind Einzelheiten der Gleichrichterbaugruppe und der Befestigung des als Lagerschild dienenden Kühlkörpers vorgestellt.

In der skizzenhaften Schnittdarstellung der Fig. 1 ist ein Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge gezeigt, mit einem Generatorgehäuse, das einen Gehäusemantel 11 mit einem Schwenkarm 12, ein antriebsseitiges Lagerschild 13 mit einem Haltearm 14 und ein weiteres Lagerschild 15 sowie eine Abdeckhaube 16 umfaßt. Im antriebsseitigen Lagerschild 13 ist in einer Lagerbüchse 17 ein antriebsseitiges Lager 18 eingelassen. Das weitere Lagerschild 15 umfaßt eine Lagerbüchse 19, in die ein Lager 21 eingesetzt ist. An der Innenseite 22 des Gehäusemantels 11 ist ein Ständerpaket 23 mit einer Ständerwicklung 24 befestigt. In den Lagern 18, 21 ist eine Generatorwelle 25 gelagert, die einen Läufer mit einem Kern 26, Polrädern 27 und einer Erregerwicklung 28 trägt. Auf dem antriebsseitigen Ende der Generatorwelle 25 sind mit Hilfe einer Mutter 30 ein Lüfterrad 29und eine Riemenscheibe 31 befestigt. Die Enden der Erregerwicklung 28 sind an Schleifringe 32 angeschlossen, die ebenfalls auf die Generatorwelle 25 aufgeschoben sind. Mit den Schleifringen 32 steht über Kohlebürsten, die in einem Bürstenhalter 33 geführt sind, ein Spannungsregler 34 in Wirkungsverbindung. Eine Gleichrichterbaugruppe, die der Ständerwicklung 24 nachgeschaltet ist, umfaßt außer dem als Lagerschild 15 dienenden Kühlkörper noch einen Kühlkörper 35, als Leistungsdioden dienende Gleichrichterdioden 36 sowie Erregerdioden 37. Weitere Einzelheiten sind in den folgenden Figuren dargestellt.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Kühlkörper 15, der gleichzeitig als Lagerschild dient, zu sehen. Das Lager 21 ist aus der Lagerbüchse 19 herausgenommen. Man sieht, daß der Kühlkörper 15 einen im wesentlichen ringförmigen Teil 38 und sich von dem ringförmigen Teil 38 radial nach außen erstreckende lappenförmige Fortsätze 39 umfaßt. Hinter dem Kühlkörper 15 ist der Kühlkörper 35 mit seinen lappenförmigen Fortsätzen 39&min; zu sehen. Die lappenförmigen Fortsätze 39, 39&min; stehen jeweils auf Lücke, so daß die Kühlluft durch die Lücken streichen und den jeweils anderen Kühlkörper kühlen kann. Die beiden Kühlkörper 15, 35 sind mit Hilfe von Nieten 41 aneinander befestigt. Im Kühlkörper 15 sind die als Leistungsdioden dienenden Gleichrichterdioden 36&min; und im Kühlkörper 35 die ebenfalls als Leistungsdioden dienenden Gleichrichterdioden 36 eingesetzt.

In der Schnittdarstellung Fig. 3 ist wieder der als Lagerschild dienende Kühlkörper 15 mit der Lagerbüchse 19 und einer Leistungsdiode 36&min; zu sehen. Auch der Kühlkörper 35 ist erkennbar. Die Ränder der lappenförmigen Fortsätze 39&min; des Kühlkörpers 35 - wie auch die Ränder der lappenförmigen Fortsätze 39 des Kühlkörpers 15 - sind mit Aufbördelungen 42 versehen. Diese Aufbördelungen 42 sind mit Schlitzen versehen und haben dadurch eine fingerförmige Gestalt. Diese Aufbördelung 42 dienen zur Vergrößerung der Kühlfläche und zum Erhöhen der Stabilität der Kühlkörper, die zweckmäßigerweise aus Blech hergestellt sind. Zwischen dem Kühlkörper 15 und dem Kühlkörper 35 ist ein elektrisch isolierender Träger 43 eingeschoben, der ebenfalls durch die Nieten 41 gehalten wird. Der Träger 43 setzt sich fort in dem ebenfalls elektrisch isolierenden Träger 43&min;, der sowohl zwischen den beiden Kühlkörpern 15 und 35 als auch auf dem Kühlkörper 35 liegt. Auch er wird mit Hilfe der Nieten 41 gehalten. Auf dem Träger 43&min; ist ein Druckkontakt D+ befestigt, der zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zum Spannungsregler 34 dient. Auch die Erregerdioden 37 sind auf dem Träger 43&min; befestigt, sie sind in Fortsätzen 44 des Trägers 43 festgeklemmt. Mit dem Kühlkörper 35 vernietet ist ein Anschlußbolzen B+, der die Ausgangsklemme des Generators darstellt. Den Minusanschluß der Gleichrichterbaugruppe stellt das gleichzeitig als Lagerschild dienende und an Masse liegende Lagerschild 15 dar. Da das Lagerschild 15 am Gehäusemantel 11 befestigt ist, weist es am Ende seiner lappenförmigen Fortsätze 39 Ausnehmungen 45 auf. Zum Zentrieren des Kühlkörpers 15 dienen Ausstülpungen 46, die durch Einprägungen 47 auf der gegenüberliegenden Seite des Kühlkörpers 15 hergestellt sind.

In Fig. 4 sind weitere Einzelheiten deutlich erkennbar. Als elektrische Verbindungsmittel 48 zwischen den Elektrodenanschlüssen der Dioden 36, 36&min; dienen Drahtbrücken. An die elektrischen Verbindungsmittel 48 sind die Enden der Ständerwicklung 24, nämlich die drei Phasenanschlüsse, angeschlossen. Dies ist bei dem erfindungsgemäßen Generator so gelöst, daß an dem Träger 43&min; Haltevorrichtungen 49 befestigt sind, die gleichzeitig zum Halten der elektrischen Verbindungsmittel 48 und zum Einstecken der - in der Zeichnung nicht dargestellten - Enden der Ständerwicklung 24 an den Stellen 51 dienen.

In den Fig. 5 bis 7 sind in Schnittdarstellungen Einzelheiten der Gleichrichterbaugruppe gezeigt. Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen lappenförmigen Fortsatz 39&min; mit einer Diode 36&min; sowie die Lagerbüchse 19 und die Anordnung einer Erregerdiode 37, Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Art der Befestigung mit der Niete 41 und Fig. 7 die Anordnung eines Anschlusses DF, der beispielsweise mit der Ladekontrollanzeige des Kraftfahrzeuges, in dem der erfindungsgemäße Generator betrieben wird, verbunden werden kann. In Fig. 7 ist auch noch einmal eine Ausstülpung 46 zu sehen, deren äußere Flanke 52 nach dem Einbau in den Generator an der Innenseite 22 des Gehäusemantels 11 anliegt.

Der als Lagerschild verwendete und zweckmäßigerweise aus Blech hergestellte Kühlkörper 15 ist quer zu seiner Hochachse, alo auch quer zur Längsachse der Generatorwelle 25, sehr steif, längs seiner Hochachse, also auch längs der Längsachse der Generatorwelle 25, dagegen elastisch. Damit ist der Kühlkörper 15 in der Lage, Längsbewegungen der Generatorwelle 25 elastisch aufzufangen. Längsbewegungen entstehen schon dadurch, daß sich das vorzugsweise aus Aluminium gefertigte Generatorgehäuse 11 im Vergleich zu der vorzugsweise aus Stahl gefertigen Generatorwelle 25 beim Betrieb des Generators infolge einer Erwärmung unterschiedlich ausdehnen.

Wie man insbesondere aus den Fig. 3 und 5 entnehmen kann, sind die lappenförmigen Fortsätze 39&min; des Kühlkörpers 35 in die Ebene des als Lagerschild verwendeten Kühlkörpers 15 gebogen, dadurch befinden sich alle Dioden 36 und 36&min; auf der gleichen Höhe. Durch diese Maßnahme ist es möglich, den gesamten Kühlkörper äußerst niedrig zu halten. Die Bauhöhe des Kühlkörpers ist praktisch nur durch die Höhe der Dioden 36, 36&min; bestimmt.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektrischer Generator mit einem wenigstens ein Lagerschild umfassenden Generatorgehäuse und einer im Generatorgehäuse gelagerten Generatorwelle und mit einer Phasenwicklung und einer nachgeschalteten Gleichrichterbaugruppe, insbesondere Drehmomentgenerator mit nachgeschalteter Drehstrom-Brückengleichrichterbaugruppe für Kraftfahrzeuge, wobei die Gleichrichterbaugruppe zwei Kühlkörper aufweist, die jeweils einen die Generatorwelle umgebenden, im wesentlichen ringscheibenförmigen Teil haben, an den sich radial von der Welle weg erstreckende lappenförmige Fortsätze mit angeformt sind, und wobei die beiden Kühlkörper unter Zwischenschalten von elektrisch isolierenden Mitteln koaxial aufeinander angeordnet sind und jeweils ein lappenförmiger Fortsatz des einen Kühlkörpers einer Lücke zwischen lappenförmigen Fortsätzen des anderen Kühlkörpers gegenübersteht und wobei in die lappenförmigen Fortsätze Gleichrichterdioden eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die lappenförmigen Fortsätze (39, 39&min;) wenigstens eines Kühlkörpers (35) von seinem ringscheibenförmigen Teil (38) zunächst in die Ebene des anderen Kühlkörpers (15) gebogen sind und sich dann weiter in dieser Ebene erstrecken und daß einer der Kühlkörper (15) als Lagerschild ausgebildet ist und eine angeformte Lagerbüchse (19) aufweist.
  2. 2. Elektrischer Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierenden Mittel (43, 43&min;) zusätzlich als Träger für einen weiteren Gleichrichter (37) dienen.
  3. 3. Elektrischer Generator nach Anspruch 2 mit einer Erregereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Gleichrichter (37) Erregerdioden umfaßt.
  4. 4. Elektrischer Generator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (37) in Fortsätzen (44) auf den als Träger dienenden, elektrisch isolierenden Mitteln (43, 43&min;) festgeklemmt ist.
  5. 5. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die elektrisch isolierenden Mittel (43, 43&min;) an den Stellen, an denen die lappenförmigen Fortsätze (39, 39&min;) der beiden Kühlkörper (15, 35) aufeinanderfolgen, Haltevorrichtungen (49) für elektrische Verbindungsmittel (48) zwischen den Gleichrichterdioden (36, 36&min;) aufgesetzt sind.
  6. 6. Elektrischer Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtungen (49) gleichzeitig als Anschlußstücke zum Anschluß der Wicklungsenden der Ständerwicklung (24) dienen.
  7. 7. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den als Träger dienenden, elektrisch isolierenden Mitteln (43, 43&min;) ein Druckkontakt (D+) für den Anschluß eines Spannungsreglers (34) vorgesehen ist.
  8. 8. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den als Träger dienenden, elektrisch isolierenden Mitteln (43, 43&min;) ein gegenüber den Kühlkörpern (15, 35) isoliertes Anschlußstück (DF) für den Anschluß einer Ladekontrollampe vorgesehen ist.
  9. 9. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lappenförmigen Fortsätze (39, 39&min;) an ihren Rädern Aufbördelungen (42) haben.
  10. 10. Elektrischer Generator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbördelungen (42) die gleiche Höhe wie die minimal erforderliche Höhe der gesamten Gleichrichterbaugruppe (15, 35) haben.
  11. 11. Elektrischer Generator nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbördelungen (42) fingerförmig ausgebildet sind.
  12. 12. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Enden der lappenförmigen Fortsätze (39, 39&min;) des als Lagerschild dienenden Kühlkörpers (15) Ausnehmungen (45) zum Befestigen dieses Lagerschilds am übrigen Generatorgehäuse (11) vorgesehen sind.
  13. 13. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Enden der lappenförmigen Fortsätze (39, 39&min;) des als Lagerschild dienenden Kühlkörpers (15) Ausstülpungen (46) vorgesehen sind, deren äußere Flanke (52) an der Innenseite (22) des zugehörigen Teils des übrigen Generatorgehäuses (11) anliegt.
  14. 14. Elektrischer Generator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstülpungen (46) durch Einprägungen (47) auf der gegenüberliegenden Seite des Kühlkörpers (15) hergestellt sind.
  15. 15. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Kühlkörper (15, 35) aus Blech hergestellt ist.
  16. 16. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als Lagerschild dienende Kühlkörper (15) quer zur Achse der Generatorwelle (25) steif, längs der Achse der Generatorwelle (25) dagegen membranartig elastisch ausgebildet ist.
  17. 17. Elekrischer Genertor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Gleichrichterbaugruppe (15, 35) im wesentlichen mit der Höhe der Gleichrichterdioden (36, 36&min;) übereinstimmt.
  18. 18. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterbaugruppe (15, 35) nach außen durch eine Abdeckhaube (16) abgedeckt ist.
  19. 19. Elektrischer Generator nach Anspruch 18 mit einem Spannungsregler, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Abdeckhaube (16) auch der Spannungsregler (34) abgedeckt ist.






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